CN108864634A - 一种超高吸水二氧化钛泡沫材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超高吸水二氧化钛泡沫材料及其制备方法，包括：向水溶性聚合物溶液中加入单体和交联剂，混合均匀后再加入起始剂，得到混合溶液；将所得混合溶液在70～100℃预聚合10～40分钟后，加入氧化钛纳米片剥离液，再于60～100℃下聚合至凝胶状，经干燥后得到超高吸水二氧化钛泡沫材料。在本发明中，将高活性氧化钛纳米片封装于聚合物基体的独特网络结构中，即可实现三维氧化钛泡沫的大规模制备。

Description

一种超高吸水二氧化钛泡沫材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种超高吸水二氧化钛泡沫的制备方法，具体涉及一种将高活性单层或少层氧化钛纳米片“封装”在聚合物基体的独特网络结构中，得到高吸水二氧化钛水凝胶块体的方法。
背景技术
随着科技的发展和人们生活水平的提高，人们的环保意识不断增强，同时，由于地球环境恶化、全球变暖促使细菌滋生、传染病的感染、发病率也逐步上升。尤其是近两年的SARS病毒、禽流感的肆虐更让人们认识到居家环境的净化、清洁的室外空气、有效的保护水资源等都与健康息息相关，也催生了环保抗菌用品的大市场。开发和生产具有抗菌，空气净化，自洁性能的材料的工作具有极重要的科研和商业价值。
以前的研究一般着眼于有机抗菌剂，但有机抗菌剂在使用安全性、抗菌持久性、抗菌广谱性及耐热性等方面存在着不足，无机抗菌剂通过将无机材料固有的稳定性与抗菌成分的抗菌高效性和广谱性相结合，避免了上述缺点，但也有时效性较差的缺点。因此，设计和开发新材料和新工艺以应对日益严重的环境污染问题具有十分重大的意义。开发抗菌与脱臭、抗菌与除藻、杀菌防霉等多功能兼容的无机抗菌剂将是今后的努力方向。
近年来，有关无机层状化合物剥离分层制备二维单分子层纳米片(nanosheets)的研究越来越受到研究者的青睐。由层状化合物剥离生成的二维纳米片，其结构、组成与母体层状化合物板层相一致。纳米片厚度在分子尺度(1nm左右)，横向尺寸在亚微米至数微米间，表现出极端的二维各向异性。此外，剥离所得纳米片表面通常带有电荷，因此可作为基本单元用来构筑多功能复合薄膜和其它纳米复合材料。由于这些优异的物理化学性质，二维单分子层纳米片材料在能源、环境、传感和计算机芯片等领域具有十分广泛的应用前景。特别的，氧化钛纳米片较好的亲水性能和较高的比表面积，并且活性氧类反应活性强，对作用物无选择性。此外，催化剂本身无毒性，价格低廉，稳定性好，来源丰富，不存在二次污染，是一种极好的抗菌和环境净化材料。
但是，二维单分子层纳米片作为一种平面二维材料，片层之间十分容易堆叠，造成比表面积和孔体积大大减少，使得其直接用于抗菌吸附材料有许多困难。
发明内容
针对上述问题，本发明从结构入手，目的在于提供一种构造适合的三维多孔二氧化钛泡沫材料。本发明的另一目的在于提供一种可以简单、快速制备抗菌效果的超高吸水三维多孔二氧化钛泡沫材料的制备方法。
一方面，本发明提供了一种超高吸水二氧化钛泡沫材料的制备方法，包括：
向水溶性聚合物溶液中加入单体和交联剂，混合均匀后再加入起始剂，得到混合溶液；将所得混合溶液在70～100℃预聚合10～40分钟后，加入氧化钛纳米片剥离液，再于60～100℃下聚合至凝胶状，经干燥后得到超高吸水二氧化钛泡沫材料。
本发明以化学稳定性和生物相容性良好的水溶性聚合物作为基底溶液，按一定比例滴加单体，并加入交联剂，充分搅拌混合后，再加入起始剂，开始进行自由基聚合反应。先在70～100℃预聚合10～40分钟，有利于控制反应速度和分子量，也使得单体初步聚合形成一定的网络结构。然后加入氧化钛纳米片剥离液，此时氧化钛纳米片剥离液均匀分布于初步形成网络结构中。继续在60～100℃聚合至凝胶状，氧化钛纳米片与网络结构中亲水残基结合，最终形成独特的有机无机复合的网络结构，经干燥后得到超高吸水二氧化钛泡沫材料。
较佳地，所述水溶性聚合物选自聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、羧基壳聚糖中的至少一种，所述水溶性聚合物溶液的浓度为1～10wt％。
较佳地，所述单体选自丙烯酸、丙烯酸钠、丙烯酰胺中的至少一种，所述单体和水溶性聚合物的质量比为(2～20)：1。
较佳地，所述水溶性聚合物溶液中还包含添加剂，所述添加剂选自丙二醇、丙三醇和乙二醇中的至少一种，含量不超过水溶性聚合物质量的5％。
较佳地，所述交联剂选自N,N-亚甲基双丙烯酰胺、双甲基丙烯酸乙二醇酯和2,2,2-三(丙烯酰氧甲基)乙醇中的至少一种，含量为单体质量的0.1～5％。
较佳地，所述氧化钛纳米片剥离液中二氧化钛纳米片的含量为单体质量的0.01～5％。
较佳地，所述起始剂选自过硫酸钾、过硫酸铵和过氧化氢/氯化亚铁中的至少一种，含量为单体质量的0.1～5％。
较佳地，所述干燥为于隔绝CO2的气氛中在120-160℃下干燥24-36小时。
较佳地，氧化钛纳米片剥离液的制备方法包括：将层状碱金属钛酸盐和浓度为0.5-2M的酸溶液按照1～40g/L的液固比混合并搅拌1-5天，每2～12小时更换一次酸溶液，得到质子化相层状碱金属钛酸盐；
将浓度为0.1～10mmol/L的含有小分子有机胺的溶液和质子化相层状碱金属钛酸盐按照1～20g/L的固液比混合并搅拌4～14天。
又，较佳地，所述小分子有机胺选自苯胺、甲胺、乙胺、丙胺和四丁基氢氧化铵中至少一种。
另一方面，本发明还提供了一种根据上述的方法制备的超高吸水二氧化钛泡沫材料。所述三维氧化钛泡沫的微观形态为三维连通的大孔结构，大孔孔径为10μm～100μm。
再一方面，本发明提供根据上述的方法制备的超高吸水二氧化钛泡沫材料(二氧化钛水凝胶)在杀菌(抗菌)、重金属离子吸附和空气净化中的应用。本发明中，三维多孔二氧化钛泡沫材料具有极高的化学活性、优异的亲水性、较大的孔体积和一定的机械强度，因而在抗菌吸附材料、室内环境净化和油污吸附方面具有较好的应用。
在本发明中，将高活性氧化钛纳米片封装于聚合物基体的独特网络结构中，即可实现三维氧化钛泡沫的大规模制备。
本发明的三维多孔二氧化钛泡沫孔径分布均匀，孔体积较大，具有十分优异的亲水性能和一定的机械强度，将高活性氧化钛纳米片封装于聚合物基体的独特网络结构中，即可实现它能分解卷烟的烟臭味，使大气污染物质NOx和SOx无害化；在水处理方面，它能吸附重金属离子，降解难于分解的有机污染物，也可使泄漏在海洋中的原油分解。总之，三维多孔二氧化钛泡沫对净化生态环境具有重要意义。
附图说明
图1示出本发明实施例1所用到的烘干之后的氧化钛纳米片剥离液实物照片；且该剥离液具有丁达尔现象；
图2示出经本发明的实施例1制备得到的二氧化钛水凝胶实物照片；
图3示经本发明的实施例1制备得到的三维多孔二氧化钛泡沫扫描电镜照片，可以观察到其中为10μm至100μm大小的孔径结构；
图4示出经本发明的实施例1制备得到的烘干后的二氧化钛聚合物泡沫实物照片；
图5示出经本发明的实施例2制备得到的烘干后的二氧化钛聚合物泡沫的接触角测试结果照片，泡沫对水的接触角为0°；
图6示出经本发明的实施例1制备得到的二氧化钛水凝胶吸附各种金属离子的吸附容量曲线；
图7示出经本发明的实施例2制备得到的二氧化钛水凝胶杀菌效果曲线；
图8示出光催化空气净化实验装置示意图。
具体实施方式
以下通过下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。
本发明将高活性氧化钛纳米片剥离液封装于聚合物基体的独特网络结构中，即可实现三维氧化钛泡沫的大规模制备。所述三维氧化钛泡沫的微观形态可为三维连通的大孔结构，大孔孔径为10μm～100μm。
本发明通过酸化，剥离碱金属钛酸盐，得到有机胺修饰的二氧化钛胶体，又通过高分子聚合将氧化钛剥离液封装在聚合物基体，得到具有杀菌效果的高吸水二氧化钛水凝胶块体。以下示例性地说明本发明提供的超高吸水二氧化钛泡沫的制备方法。
剥离体相块体得到高活性二氧化钛纳米片剥离液。具体包括制备层状碱金属钛酸盐；酸化具有层状结构的碱金属钛酸盐，得到相应的质子化相层状碱金属钛酸盐；再利用酸碱中和原理，引入有机胺，中和层间氢离子，同时将层状钛酸盐剥离为高活性的氧化钛纳米片，并且由于有机胺的修饰，得到稳定的氧化钛纳米片剥离液。
制备层状碱金属钛酸盐。层状结构的碱金属钛酸盐(层状碱金属钛酸盐)可通过高温固相法、水热结晶法、溶胶凝胶法中的一种或几种的组合进行制备。其中层状碱金属钛酸盐粉体微观形态包括片、棒、带、管和不规则多边形中的一种或几种的组合。此外，层状碱金属钛酸盐中碱金属元素包括锂，钠，钾和铯中一种或几种的组合。所述层状结构的碱金属钛酸盐可为K2Ti4O9、CsxTi2-x/4□x/4O4(x＝0.7)(□为Ti空位)、K0.8Ti1.73Li0.27O4等。
酸化具有层状结构的碱金属钛酸盐，得到相应的质子化相层状碱金属钛酸盐。将层状碱金属钛酸盐和浓度为0.5-2M的酸溶液按照1～40g/L的液固比混合并搅拌1-5天，每2～12小时更换一次酸溶液，得到质子化相层状碱金属钛酸盐。所述酸溶液可选自盐酸、硫酸和硝酸中的至少一种。
利用酸碱中和原理，引入有机胺，中和层间氢离子，同时将层状钛酸盐剥离为高活性的氧化钛纳米片，并且由于有机胺的修饰，得到稳定的氧化钛纳米片剥离液(所述高活性的氧化钛纳米片为相应的单层或少层的片层结构)。具体来说，将浓度为0.1～10mmol/L的含有小分子有机胺的溶液和质子化相层状碱金属钛酸盐按照1～20g/L的固液比混合并搅拌4～14天，得到氧化钛纳米片剥离液。所述小分子有机胺可选自苯胺、甲胺、乙胺、丙胺和四丁基氢氧化铵中至少一种。其中搅拌一般在10-30℃下搅拌，优选常温(25℃)下搅拌。
将氧化钛纳米片剥离液“封装”在聚合物基体的独特网络结构中。
向水中加入水溶液聚合物、单体和交联剂，混合均匀后加入起始剂，得到混合溶液。所述水溶性聚合物选自聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、羧基壳聚糖中的至少一种，溶液的量浓度为1～10wt％。所述单体包括丙烯酸，丙烯酸钠，丙烯酰胺中一种或几种的组合。单体含量可为水溶性聚合物质量的2-20倍。所述水溶性聚合物溶液中还包含添加剂，所述添加剂选自丙二醇、丙三醇和乙二醇中的至少一种，含量不超过聚乙烯醇水溶性聚合物质量的5％。所述起始剂选自过硫酸钾、过硫酸铵和过氧化氢/氯化亚铁中的至少一种，含量为单体质量的0.1-5％。所述起始剂可为过硫酸钾、过硫酸铵和过氧化氢/氯化亚铁中等，含量为单体质量的0.1-5％。
将所得混合溶液先升温至70～100℃预聚合10～40分钟，有利于控制反应速度和分子量，也使得单体初步聚合形成一定的网络结构。再加入氧化钛纳米片剥离液继续聚合(60～100℃)至凝胶状，最后经干燥后得到超高吸水二氧化钛泡沫材料。或者，加入氧化钛纳米片剥离液之后，待聚合到一定粘度(在60～100℃下聚合10～30分钟)后，移至模具中继续聚合至凝胶状，可得到具有特定形状的凝胶。所述加入的二氧化钛纳米片为高活性的氧化钛纳米片，具有相应的单分子片层结构，其含量为单体质量的0.01-5％。所述干燥可为于隔绝CO2的气氛中在120-160℃下干燥24-36小时。
作为一个“封装”的示例方法，将水溶性聚合物搅拌溶解，冷却至40℃，在其中加入定量的已溶解好的添加剂，搅拌使混合液均匀；按一定比例滴加单体，并加入交联剂，充分搅拌混合后，再加入起始剂，开始进行自由基聚合反应，升温搅拌，预聚合，随后加入二氧化钛纳米片剥离液。待聚合到一定粘度后，移至模具中聚合至凝胶状。所述水溶性聚合物选自聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、羧基壳聚糖中的至少一种，溶度为1％-10％。所述单体包括丙烯酸，丙烯酸钠，丙烯酰胺中一种或几种的组合，单体含量为水溶性聚合物质量的2-20倍。所述添加剂选自丙二醇、丙三醇和乙二醇中的至少一种,含量为水溶性聚合物质量的0–5％。所述交联剂为N，N一亚甲基双丙烯酰胺。含量为单体质量的0.1-5％。所述起始剂为过硫酸钾。含量为单体质量的0.1-5％。所述预聚合温度为70℃～100℃。时间为10～40分钟。所述加入的二氧化钛纳米片含量为单体质量的0.01-5％。
本方法可以大规模得到超高吸水二氧化钛泡沫，并且大小形状任意可调。本发明制备得到的二氧化钛水凝胶在吸附重金属离子，降解污染物，空气净化，能源以及医疗等领域中有广阔的应用前景。
本发明采用ICP原子吸收光谱测得测溶液中剩余重金属离子浓度。本发明采用单轴型机械测试系统(Instron-5566，圆柱状样品高度直径比为0.3，恒定负载速度200mmmin-1)测得所述三维多孔二氧化钛泡沫块体的机械强度。
下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1：
固相烧结CsxTi2-x/4□x/4O4(x＝0.7)(□代表Ti空位)，取Cs2CO3和TiO2(摩尔比为1：5.3)研磨均匀，与马弗炉中，温度800℃，时间20h。将得到的CsxTi2-x/4□x/4O4(x＝0.7)粉末取20g分散于1M HCl溶液(1L)中，氢离子交换24h，中间换三次酸溶液，抽滤清洗，60℃烘干得到相应的质子化相。再利用酸碱中和原理，将10g质子化相分散于1L乙胺(1mmol/L)，常温搅拌一周，得到剥离的高活性的氧化钛纳米片剥离液；
将1g聚乙烯醇搅拌溶解于100mL，冷却至40℃；滴加5g已部分中和的丙烯酸(中和比70％)，并加入40mg的交联剂N，N一亚甲基双丙烯酰胺，充分搅拌混合后，再加入40mg起始剂水溶性过硫酸钾，开始进行自由基聚合反应，升温搅拌至90℃预聚合30分钟，随后加入10mL二氧化钛剥离液(6mg/L)。将混合液移至模具中，在70℃烘箱内继续聚合直至形成凝胶状。取出得到的聚合物基质，100℃下恒温干燥24小时后(隔绝CO2)，得到二氧化钛泡沫材料。
将二氧化钛泡沫材料放入足量(约3000倍)水中，浸泡48h，得到水凝胶样品。将水凝胶小心转入筛网(100mesh)上，沥干称量。由水凝胶实际吸持的水的质量计算二氧化钛泡沫材料的吸水倍率(以二氧化钛泡沫材料质量为基数)，0.1g的块状二氧化钛泡沫材料48h的吸水倍率为860倍。
将实施例1所得二氧化钛泡沫材料(二氧化钛泡沫块体)，分别放入含有200mmol/LFe3+离子、Pb2+离子、Cu2+离子、Cr3+离子的溶液中，常温吸附，pH＝4，于5min、10min、20min、30min、40min、50min、60min分别测各溶液中剩余金属离子的浓度，如图6所示。
实施例2：
固相烧结K0.8Ti1.73Li0.27O4，取摩尔比K2CO3，Li2CO3和TiO2研磨均匀，与马弗炉中，温度900摄氏度，时间24h。将得到的K0.8Ti1.73Li0.27O4粉末(40g)分散于2M HCl溶液(1L)中，氢离子交换24h，中间换三次酸溶液，抽滤清洗，60℃烘干得到相应的质子化相。再利用酸碱中和原理，将20g质子化相分散于1L四丁基氢氧化铵(4mmol/L)，常温搅拌一周，得到剥离的高活性的氧化钛纳米片剥离液；
将5g羧甲基纤维素钠搅拌溶解于100mL，冷却至40℃；滴加10g已部分中和的丙烯酸(中和比70％)和4g丙烯酰胺，并加入60mg的交联剂N，N一亚甲基双丙烯酰胺，充分搅拌混合后，再加入60mg起始剂水溶性过硫酸钾，开始进行自由基聚合反应，升温搅拌至80℃预聚合50分钟，随后加入20mL剥离液(8mg/L)。将混合液移至模具中，在60℃烘箱内继续聚合直至形成凝胶状。取出得到的聚合物基质，120℃下恒温干燥36小时后(隔绝CO2)，得到二氧化钛泡沫材料。将二氧化钛泡沫材料放入足量(约3000倍)水中，浸泡48h，得到水凝胶样品。0.1g的块状二氧化钛泡沫材料48h的吸水倍率为642倍。
将一定稀释度的大肠杆菌菌液(1mL，106cfu/mL)和金黄色葡萄球菌菌液(1mL，106cfu/mL)，分别滴加在两个凝胶表面，用PE薄膜覆盖在菌液上使其均匀与氧化钛凝胶接触，将凝胶放在培养皿中，分别放在黑暗条件下和模拟太阳光灯源下1h后，用10mL PBS(磷酸缓冲液)充分清洗覆盖膜和凝胶表面上的菌液，将菌液适当的稀释，取1mL置于培养皿中恒温37℃培养24h，检测其参与细菌的菌落数目，同时做零小时活菌落实验，如图7所示。
实施例3：
固相烧结Na2Ti4O9，取摩尔比Na2CO3和TiO2研磨均匀，与马弗炉中，温度700摄氏度，时间16h。将得到的Na2Ti4O9粉末(10g)分散于0.5M HNO3溶液(1L)中，氢离子交换12h，中间换三次酸溶液，抽滤清洗，60℃烘干得到相应的质子化相。将5g质子化相分散于1L苯胺(1mmol/L)，常温搅拌4天，得到剥离的高活性的氧化钛纳米片剥离液；
将2g羧基壳聚糖搅拌溶解于100mL，冷却至40℃；滴加8g已部分中和的丙烯酸(中和比70％)和4g丙烯酰胺，并加入50mg的交联剂2,2,2-三(丙烯酰氧甲基)乙醇，充分搅拌混合后，再加入50mg起始剂水溶性过硫酸钾，开始进行自由基聚合反应，升温搅拌至90℃预聚合20分钟，随后加入30mL剥离液(2mg/L)。将混合液移至模具中，在70℃烘箱内继续聚合直至形成凝胶状。取出得到的聚合物基质，160℃下恒温干燥24小时后(隔绝CO2)，得到二氧化钛泡沫材料。0.1g的块状二氧化钛泡沫材料48h的吸水倍率为1098倍。
如图8所示，将实施例3所得块状二氧化钛泡沫块体，装入光催化柱中，进行光催降解甲醛的实验。打开紫外灯后，通入含有甲醛的空气，测量出口处甲醛浓度。光照20min后甲醛浓度即由152mg/m3降至8.09mg/m3，光照1h后甲醛的降解率可达到99％以上。
实施例4：
固相烧结Na2Ti4O9，取摩尔比Na2CO3和TiO2研磨均匀，与马弗炉中，温度700摄氏度，时间16h。将得到的Na2Ti4O9粉末(5g)分散于1M HCl溶液(1L)中，氢离子交换12h，中间换三次酸溶液，抽滤清洗，60℃烘干得到相应的质子化相。将1g质子化相分散于1L四丁基氢氧化铵(0.1mmol/L)，常温搅拌14天，得到剥离的高活性的氧化钛纳米片剥离液；将2g聚乙烯醇搅拌溶解于100mL，冷却至40℃，在其中加入0.1g丙三醇；滴加10g丙烯酰胺，并加入50mg的交联剂双甲基丙烯酸乙二醇酯，充分搅拌混合后，再加入50mg起始剂水溶性过硫酸铵，开始进行自由基聚合反应，升温搅拌至90℃预聚合30分钟，随后加入30mL剥离液(1mg/L)。将混合液移至模具中，在70℃烘箱内继续聚合直至形成凝胶状；将二氧化钛泡沫材料放入足量(约3000倍)水中，浸泡48h，得到水凝胶样品。0.1g的块状二氧化钛泡沫材料48h的吸水倍率为1290倍。
将实施例4所得块状二氧化钛泡沫块体，装入图8所示的光催化柱中，进行光催化灭菌的实验。采用平板法细菌培养测定光催化灭菌效率。打开紫外灯后，测量出口处空气细菌浓度与光照时间的关系。光照1h后，细菌浓度即由183500个/m3降至32500个/m3，光照3h后细菌浓度下降至500个/m3以下，稳定后灭菌率可达99.8％。
表1为本发明实施例1-4所制备的三维多孔二氧化钛泡沫材料的性能参数：
对比例1：
将1g聚乙烯醇搅拌溶解于100mL，冷却至40℃；滴加5g已部分中和的丙烯酸(中和比70％)，并加入40mg的交联剂N，N一亚甲基双丙烯酰胺，充分搅拌混合后，再加入40mg起始剂水溶性过硫酸钾，开始进行自由基聚合反应，升温搅拌至90℃预聚合30分钟。将混合液移至模具中，在70℃烘箱内继续聚合直至形成凝胶状。取出得到的聚合物基质，100℃下恒温干燥24小时(隔绝CO2)。将对比例1所得材料，放入足量(约3000倍)水中，浸泡48h，得到水凝胶样品。将水凝胶小心转入筛网(100mesh)上，沥干称量。0.1g的材料48h的吸水倍率为462倍。
对比例2：
固相烧结CsxTi2-x/4□x/4O4(x＝0.7)(□代表Ti空位)，取Cs2CO3和TiO2(摩尔比为1：5.3)研磨均匀，与马弗炉中，温度800℃，时间20h。将得到的CsxTi2-x/4□x/4O4(x＝0.7)粉末取20g分散于1M HCl溶液(1L)中，氢离子交换24h，中间换三次酸溶液，抽滤清洗，60℃烘干得到相应的质子化相。再利用酸碱中和原理，将10g质子化相分散于1L乙胺(1mmol/L)，常温搅拌一周，得到剥离的高活性的氧化钛纳米片剥离液；120℃下恒温干燥24小时(隔绝CO2)。0.1g的材料48h的吸水倍率为119倍。

Claims (10)

1.一种超高吸水二氧化钛泡沫材料的制备方法，其特征在于，包括：
向水溶性聚合物溶液中加入单体和交联剂，混合均匀后再加入起始剂，得到混合溶液；
将所得混合溶液在70～100℃预聚合10～40分钟后，加入氧化钛纳米片剥离液，再于60～100℃下聚合至凝胶状，经干燥后得到超高吸水二氧化钛泡沫材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性聚合物选自聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、羧基壳聚糖中的至少一种，所述水溶性聚合物溶液的浓度为1～10 wt%。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述单体选自丙烯酸、丙烯酸钠、丙烯酰胺中的至少一种，所述单体和水溶性聚合物的质量比为（2～20）：1。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性聚合物溶液中还包含添加剂，所述添加剂为丙二醇、丙三醇和乙二醇中的至少一种，含量不超过水溶性聚合物质量的5%。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂选自N,N-亚甲基双丙烯酰胺、双甲基丙烯酸乙二醇酯和2,2,2-三(丙烯酰氧甲基)乙醇中的至少一种，含量为单体质量的0.1～5%。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述氧化钛纳米片剥离液中二氧化钛纳米片的含量为单体质量的0.01～5%。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述起始剂选自过硫酸钾、过硫酸铵和过氧化氢/氯化亚铁中的至少一种，含量为单体质量的0.1～5%。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述干燥为于隔绝CO2的气氛中在120～160℃下干燥24～36小时。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，氧化钛纳米片剥离液的制备方法包括：将层状碱金属钛酸盐和浓度为0.5～2M的酸溶液按照1～40 g/L的液固比混合并搅拌1～5天，每2～12小时更换一次酸溶液，得到质子化相层状碱金属钛酸盐；
将浓度为0.1～10 mmol/L的含有小分子有机胺的溶液和质子化相层状碱金属钛酸盐按照1～20 ml/g的固液比混合并搅拌4～14天。
10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的方法制备的超高吸水二氧化钛泡沫材料。
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